本發(fā)明涉及浮筒，具體涉及一種環(huán)境友好型漂浮浮筒及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、大力發(fā)展環(huán)境友好型清潔能源，并進(jìn)一步減少傳統(tǒng)式能源的消耗毋庸置疑是未來(lái)資源開(kāi)發(fā)和利用發(fā)展的大趨勢(shì)，水上、海上等清潔能源特別是漂浮式光伏項(xiàng)目由于其獨(dú)具一格的天然環(huán)境優(yōu)勢(shì)(如遮擋物少、日照時(shí)間長(zhǎng)和水面的反射光性等)且具備適用范圍更廣，鋪設(shè)面積更大等特點(diǎn)逐漸成為能源轉(zhuǎn)型的重點(diǎn)。因此，為了保證項(xiàng)目長(zhǎng)期安全穩(wěn)定實(shí)施，漂浮式浮筒的設(shè)計(jì)就顯得至關(guān)重要。

2、目前，聚乙烯浮筒是國(guó)內(nèi)外公認(rèn)性能合格的漂浮材料，并已有多項(xiàng)水上漂浮式光伏電站成功案例。但與普通水上環(huán)境不同，海上應(yīng)用更為復(fù)雜，且頻繁性經(jīng)受海浪等環(huán)境外力沖擊，易發(fā)生破損。一方面，浮筒有缺口或裂紋時(shí)，海水進(jìn)入空腔，導(dǎo)致浮力失效，造成巨大經(jīng)濟(jì)損失；另一方面，浮筒破損產(chǎn)生的浮筒破碎結(jié)構(gòu)如碎片、碎殼等給海洋生物帶來(lái)安全隱患，當(dāng)這些浮筒破碎結(jié)構(gòu)在海洋生物身上發(fā)生纏繞、卡住等情形時(shí)給海洋生物帶來(lái)極大的痛苦和傷害，對(duì)海洋生物造成不可逆的損傷。

3、在保證浮筒具有良好性能的前提下，如何提高浮筒的可生物降解性能，降低浮筒長(zhǎng)時(shí)間使用發(fā)生破碎時(shí)給海洋生物帶來(lái)的傷害是目前亟待解決的技術(shù)問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對(duì)上述問(wèn)題，本發(fā)明提供一種環(huán)境友好型漂浮浮筒及其制備方法，目的是提供一種可生物降解性更好且性能優(yōu)良的漂浮浮筒。

2、一方面，本發(fā)明提供一種環(huán)境友好型漂浮浮筒，包括浮筒殼體和填充于所述浮筒殼體內(nèi)部的填充體；其中，所述浮筒殼體包含如下重量份數(shù)的組分：

3、

4、所述聚碳酸酯的結(jié)構(gòu)式為8≤m≤16。

5、可選地，所述聚碳酸酯的重均分子量為40000～50000，分子量分布系數(shù)為0.6～0.8。

6、可選地，所述聚碳酸酯的重量份數(shù)與所述高密度聚乙烯和所述低密度聚乙烯總重量份數(shù)的比為(42～45):100。

7、可選地，所述高密度聚乙烯的密度為0.945～0.97g/cm3，熔融指數(shù)為4～10g/10min；

8、所述低密度聚乙烯的密度為0.91～0.94g/cm3，熔融指數(shù)為30～50g/10min。

9、可選地，所述碳纖維為復(fù)合碳纖維，所述復(fù)合碳纖維包含碳纖維、納米二氧化硅、炭黑、滑石粉和硅烷偶聯(lián)劑。

10、可選地，所述復(fù)合碳纖維中納米二氧化硅、炭黑、滑石粉、硅烷偶聯(lián)劑的質(zhì)量比為(0.5～5):(0.5～5):(0.1～3):(1～5)；

11、所述碳纖維的長(zhǎng)度為1～10mm，優(yōu)選為4～8mm，直徑為1～10μm，優(yōu)選為2～8μm。

12、可選地，所述抗氧劑選自抗氧劑168、抗氧劑1010、抗氧劑1076中的至少一種；

13、所述紫外線吸收劑選自u(píng)v-328、uv-329、uv-327中的至少一種；

14、所述光穩(wěn)定劑選自光穩(wěn)定劑770、光穩(wěn)定劑944、光穩(wěn)定劑2020中的至少一種；

15、所述分散劑選自乙烯基雙硬脂酰胺、硬脂酸鈣、氧化聚乙烯蠟中的至少一種。

16、可選地，所述填充體為發(fā)泡聚苯乙烯；

17、所述浮筒殼體的厚度為2～5cm；

18、所述浮筒殼體為圓柱形時(shí)的高度和直徑的比為1～2:1，高度為30～70cm，直徑為10～40cm。

19、另一方面，本發(fā)明提供一種制備上述環(huán)境友好型漂浮浮筒的方法，其中，包括如下步驟：

20、(1)使碳酸二苯酯和烷基二醇ho-(ch2)m-oh在催化劑存在下進(jìn)行預(yù)聚合和酯交換，得到聚碳酸酯8≤m≤16；

21、(2)將如下重量份數(shù)的組分依次進(jìn)行熔融、塑化、擠出、造粒后加工為中空的浮筒殼體：

22、

23、(3)在所述浮筒殼體內(nèi)部填充填充體，得到所述環(huán)境友好型漂浮浮筒。

24、可選地，如下進(jìn)行步驟(1)～步驟(3)：

25、步驟(1)中：

26、所述烷基二醇為1,12-十二烷二醇；

27、所述催化劑為磷腈基催化劑，優(yōu)選為t-bup2；

28、所述碳酸二苯酯、所述烷基二醇和所述催化劑的重量份數(shù)比為100:(105-110):(0.001-0.002)；

29、所述預(yù)聚合包括：

30、將所述碳酸二苯酯和所述烷基二醇在真空下用四氫呋喃溶解，然后加入所述催化劑并在80～90℃下以10-15r/min的轉(zhuǎn)速進(jìn)行恒溫?cái)嚢?～4

31、h，得到預(yù)聚合產(chǎn)物；

32、所述酯交換包括：

33、將所述預(yù)聚合產(chǎn)物加熱至200～230℃進(jìn)行減壓蒸餾反應(yīng)10～12h，然后用正己烷進(jìn)行沉降分離后真空干燥，得到所述聚碳酸酯；

34、步驟(2)中：

35、所述加工為中空的浮筒殼體采用吹塑工藝；

36、步驟(3)中：

37、在所述浮筒殼體內(nèi)部填充填充體采用灌注法或噴涂法。

38、有益效果：

39、(1)本發(fā)明以特定聚碳酸酯與高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、碳纖維等組分復(fù)配并在浮筒殼體中均勻分布，使浮筒殼體的力學(xué)性能、耐環(huán)境應(yīng)力等性能優(yōu)良，且可生物降解性大幅提升，浮筒破損時(shí)給海洋生物帶來(lái)的直接傷害極大減少，避免對(duì)海洋生物造成不可逆的損傷；

40、(2)浮筒殼體內(nèi)腔填充發(fā)泡聚苯乙烯，解決了海上漂浮浮筒的浮力失效問(wèn)題，且生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，生產(chǎn)效率高，成本低廉，取材方便，具有極高價(jià)值的環(huán)保意義。

技術(shù)特征：

1.一種環(huán)境友好型漂浮浮筒，包括浮筒殼體和填充于所述浮筒殼體內(nèi)部的填充體；其中，所述浮筒殼體包含如下重量份數(shù)的組分：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的環(huán)境友好型漂浮浮筒，其中，所述聚碳酸酯的重均分子量為40000～50000，分子量分布系數(shù)為0.6～0.8。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的環(huán)境友好型漂浮浮筒，其中，所述聚碳酸酯的重量份數(shù)與所述高密度聚乙烯和所述低密度聚乙烯總重量份數(shù)的比為(42～45):100。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的環(huán)境友好型漂浮浮筒，其中，所述高密度聚乙烯的密度為0.945～0.97g/cm3，熔融指數(shù)為4～10g/10min；

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的環(huán)境友好型漂浮浮筒，其中，所述碳纖維為復(fù)合碳纖維，所述復(fù)合碳纖維包含碳纖維、納米二氧化硅、炭黑、滑石粉和硅烷偶聯(lián)劑。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的環(huán)境友好型漂浮浮筒，其中，所述復(fù)合碳纖維中納米二氧化硅、炭黑、滑石粉、硅烷偶聯(lián)劑的質(zhì)量比為(0.5～5):(0.5～5):(0.1～3):(1～5)；

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的環(huán)境友好型漂浮浮筒，其中，所述抗氧劑選自抗氧劑168、抗氧劑1010、抗氧劑1076中的至少一種；

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的環(huán)境友好型漂浮浮筒，其中，所述填充體為發(fā)泡聚苯乙烯；

9.一種制備權(quán)利要求1～8中任一項(xiàng)所述環(huán)境友好型漂浮浮筒的方法，其中，包括如下步驟：

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中，如下進(jìn)行步驟(1)～步驟(3)：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供一種環(huán)境友好型漂浮浮筒及其制備方法，環(huán)境友好型漂浮浮筒包括浮筒殼體和填充于浮筒殼體內(nèi)部的填充體；浮筒殼體包含高密度聚乙烯40～60份，低密度聚乙烯40～60份，碳纖維60～75份，抗氧劑5～15份，紫外線吸收劑10～15份，光穩(wěn)定劑10～15份，分散劑0.6～2份，聚碳酸酯30～50份；聚碳酸酯的結(jié)構(gòu)式為8≤m≤16。本發(fā)明以特定聚碳酸酯與高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、碳纖維等組分復(fù)配并在浮筒殼體中均勻分布，使浮筒殼體的力學(xué)性能、耐環(huán)境應(yīng)力等性能優(yōu)良，且可生物降解性大幅提升，浮筒破損時(shí)給海洋生物帶來(lái)的直接傷害極大減少，避免對(duì)海洋生物造成不可逆的損傷。

技術(shù)研發(fā)人員：楊淑
受保護(hù)的技術(shù)使用者：天合光能股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9